DE19522722C2 - Device for detecting a rotary movement - Google Patents

Device for detecting a rotary movement

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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum exakten Erfassen der auch sehr langsamen Dreh­ zahl eines Drehkörpers mit zugeordneter Schalteinrichtung.The invention relates to a device for exact detection of the very slow rotation number of a rotating body with assigned switching device.

Aus der EP 0 541 873 A1 ist eine solche Einrichtung in Zusammenhang mit einem Wasser­ durchflußzähler bekannt. Dort soll ein bipolarer Magnet, der mit einem Volumenmeßrad dreh­ starr verbunden ist, mittels eines Schaltelementes bei jeder vollen Umdrehung einen Zählimpuls auslösen. Weil aber die Kontaktgabe eines Reed-Kontaktes wegen Prell- und Alterungser­ scheinungen unzuverlässig ist, ist im Rahmen dieses Schaltelementes noch ein weiterer Reed- Kontakt vorgesehen, nämlich geringfügig gegenüber dem erstgenannten verschwenkt so ange­ ordnet, daß er schon anspricht, wenn der erste Reed-Kontakt noch voll im Magnetfluß liegt, also noch zuverlässig angezogen hat. Der Zählimpuls wird mit dem ersten noch unsicheren Ansprechen des ersten Reed-Kontaktes ausgelöst und sodann mit dem zeitlich überlappenden, ebenfalls zunächst noch unsicheren Ansprechen des zweiten Reed-Kontaktes schon wieder beendet, so daß trotz der in jeden Einzelfall unsicheren Kontaktgabe ein eindeutiger Zählimpuls generiert wird. Ein weiteres solches Schaltelement (Kontaktpaar) zum Generieren eines weite­ ren Zählimpulses ist um mehr als 180° längs des Drehwegs des Magneten dem ersten Schalte­ lement (Kontaktpaar) gegenüber versetzt, so daß zwischen dem Erscheinen des Zählimpulses vom ersten Schaltelement und dem Erscheinen des Zählimpulses vom zweiten Schaltelement je nach der Drehrichtung eine unterschiedlich lange Zeit verstreicht, woraus sich bestimmen läßt, in welcher Richtung der magnetische Drehkörper sich gerade dreht. Allerdings ist davon aus­ zugehen, daß bei ganz extrem langsamen Drehbewegungen, wie sie etwa im Zuge der Messun­ gen für die Heizungswärme-Verteilung auftreten, die Zählimpulslängen und die Zeitabstände zwischen aufeinanderfolgenden Zählimpulsen so groß sind, daß sich schon wieder Störungen überlagern können, die das Ergebnis der Umdrehungszählung verfälschen würden. Diesbezüglich läßt die vorbekannte Einrichtung zum Erfassung der Drehbewegung keine Abhilfe erken­ nen.Such a device in connection with a water is known from EP 0 541 873 A1 flow meter known. There is supposed to be a bipolar magnet that rotates with a volume measuring wheel is rigidly connected, by means of a switching element a counting pulse at every full revolution trigger. But because the contact of a reed contact because of bouncing and aging apparently unreliable, is another reed within the scope of this switching element Contact provided, namely slightly pivoted relative to the former orders that it responds when the first reed contact is still fully in the magnetic flux, so it’s still tightened reliably. The count becomes uncertain with the first Response of the first reed contact triggered and then with the temporally overlapping, also still unsafe response of the second reed contact again ended, so that despite the uncertain contact in each individual case a clear count is generated. Another such switching element (contact pair) for generating a wide one Ren counting pulse is more than 180 ° along the rotation of the magnet the first switching element (contact pair) offset from each other, so that between the appearance of the counting pulse from the first switching element and the appearance of the counting pulse from the second switching element a different time elapses after the direction of rotation, from which it can be determined in which direction the magnetic rotating body is currently rotating. However, it assumes go that with extremely extremely slow rotary movements, such as in the course of the Messun conditions for the heat distribution, the count pulse lengths and the time intervals between successive counting pulses are so large that there are again disturbances overlay that would falsify the result of the revolution count. In this regard  the known device for detecting the rotational movement does not recognize any remedy nen.

Gemäß ihrem englischsprachigen Abstract ist es aus der JP 60-256063 A ganz ähnlich bekannt, zum Gewinnen einer Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation Kontaktprellfehler dadurch zu vermeiden, daß zwei Reed-Relais längs des Drehwegs eines Magneten winkelversetzt angeord­ net sind. Ein Umdrehungszählimpuls wird daraus abgeleitet, daß beim ersten Reed-Relais eine betriebsbedingte Kontaktvibration unter Einfluß des Magnetfeldes konstant durchschaltet, wenn die Vibration des zweiten Reed-Kontaktes einsetzt, und der Umdrehungszählimpuls wird beendet, wenn bei konstantem Schluß des zweiten Reed-Relais das erste wieder in Vibration übergeht.According to its English-language abstract, it is known from JP 60-256063 A in a very similar way, thereby to obtain contact speed errors to obtain vehicle speed information avoid that two reed relays are angularly offset along the rotation path of a magnet are not. A revolution count pulse is derived from the fact that the first reed relay operational contact vibration constantly switched on under the influence of the magnetic field, when the vibration of the second reed contact starts and the revolution count becomes ends when the first reed relay vibrates when the second reed relay closes constantly transforms.

Nach dem englischen Abstract zur JP 62-102160 A werden ebenfalls bei der Fahrzeugge­ schwindigkeitsmessung vibrationsbedingte Schaltfehler dadurch ausgeblendet, daß zwei Reedkontakte gegeneinander versetzt längs der Umlaufbahn eines Magneten angeordnet wer­ den, um zwei Impulsfolgen mit entsprechendem Phasenversatz zu erzielen. Wenn eines der beiden Reed-Relais unsicher schaltet, ist nun aber das andere abgeschaltet und unterdrückt somit die auftretende Störimpulsfolge.According to the English abstract for JP 62-102160 A are also at the Fahrzeugge speed measurement vibration-related switching errors hidden by the fact that two Reed contacts offset from one another along the orbit of a magnet to achieve two pulse trains with a corresponding phase offset. If one of the switches both reed relays unsafe, but the other is now switched off and suppressed thus the occurring interference pulse sequence.

Einen rotierenden Magneten mit zwei dem gegenüber stationär angeordneten, magnetisch betätigbaren Schaltelementen weist wieder eine Vorrichtung zum Erfassen der Geschwindig­ keit und des Drehsinnes einer Rotationsmaschine nach DE 36 11 439 A1 auf. Der winkelmäßi­ ge Versatz der beiden Schaltelemente ermöglicht über die drehrichtungsabhänigigen Impulsab­ stände wieder eine Drehrichtungsbestimmung.A rotating magnet with two magnetically arranged opposite actuatable switching elements again has a device for detecting the speed speed and the direction of rotation of a rotary machine according to DE 36 11 439 A1. The angular The offset of the two switching elements enables impulses dependent on the direction of rotation would again determine the direction of rotation.

Nach der DE 28 28 285 A1 werden zur Erzeugung und Verarbeitung elektrischer Impulse für die Einstellung bzw. Korrektur einer elektronischen Digitalanzeige mittels eines Impulsgenera­ tors durch Verdrehen eines Impulsgebers mindestens zwei zeitlich versetzte, sich jedoch über­ deckende Impulszüge erzeugt, deren gegenseitige Phasenlage wieder von der interessierenden Drehrichtung abhängt. Ein zeichnerisch dargestelltes Ausführungsbeispiel zeigt ein Nockenrad als Drehkörper, das mit längs dessen Umfang versetzt angeordneten Kontaktfedern als den beiden Schaltelementen zum Erzeugen der Impulszüge zusammenwirkt.According to DE 28 28 285 A1 for generating and processing electrical pulses for the setting or correction of an electronic digital display using a pulse generator tors by rotating a pulse generator at least two staggered in time, but over opaque pulse trains generated, the mutual phase position of the interested again Direction of rotation depends. An exemplary embodiment shown in the drawing shows a cam wheel as a rotating body, the contact springs arranged offset along its circumference as the two switching elements for generating the pulse trains cooperates.

In der DE 93 05 385 U1 wird eine Anordnung zur berührungsfreien Erfassung der Drehzahl oder Position eines drehbaren Geberteils aus ferromagnetischem Material mittels zweier dreh­ fest angeordneter Hallsensoren beschrieben, die so positioniert sind, daß der eine abwechselnd Zähne oder Segmente und Lücken eines Gebers erfaßt, während der andere als konstante Re­ ferenz gegen den homogenen Teil des Gebers oder gegen Umgebungsluft mißt.DE 93 05 385 U1 describes an arrangement for contactless detection of the speed or position of a rotatable transmitter part made of ferromagnetic material by means of two rotations fixed Hall sensors described, which are positioned so that the one alternately Teeth or segments and gaps of one encoder are recorded, while the other as a constant re measure against the homogeneous part of the encoder or against ambient air.

Für eine dagegen sehr langsame Drehung ist es für eine quarzgesteuerte Analog-Weckeruhr mit einem 24-Stunden-Rad, d. h. mit einem Rad, das sich in 24 Stunden einmal dreht, etwa aus der DE 25 51 665 B2 bekannt, mit einem Drehkörper in Form des 24-Stunden-Rades eine Fe­ derzunge zusammenwirken zu lassen, die mittels eines am Drehkörper vorgesehenen Nocken betätigt wird, um als Weckzeitschalter zu dienen. Eine diesem Kontakt nachgeschaltete Kippstu­ fe soll aus Kontaktprellen resultierende Impulsunterbrechungen blockieren.For a very slow rotation, on the other hand, it is for a quartz-controlled analog alarm clock with a 24-hour bike, d. H. with a wheel that turns once every 24 hours known from DE 25 51 665 B2, a Fe with a rotating body in the form of the 24-hour wheel to let the tongue cooperate, by means of a cam provided on the rotating body is operated to serve as a wake-up timer. A Kippstu downstream of this contact fe should block impulse interruptions resulting from contact bounces.

Vorliegender Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, eine sichere Umdrehungszählung auch dann zu gewährleisten, wenn der Drehkörper sich ganz extrem langsam dreht, wie es ins­ besondere bei Durchflußmeßgeräten für Heizkosten-Verteilereinrichtungen vorkommt.In contrast, the present invention is based on the object of a reliable revolution count to ensure even when the rotating body turns extremely slowly, as it ins particularly occurs in flow meters for heat cost allocators.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Einrichtung mit den Merkmalen des Hauptan­ spruches gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved by the device with the features of the main solved. Preferred refinements and developments of this invention Solution are characterized in the subclaims.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es also in vorteilhafterweise möglich, jede volle Umdrehung des Drehkörpers auch dann exakt zu erfassen, wenn sich dieser mit einer extrem kleinen Drehzahl bewegt. Das wird dadurch erreicht, daß in an sich bekann­ ter Weise zwei gegeneinander versetzte Schaltelemente vorgesehen sind, wobei nun aber eine Zählinformation des einen Schaltelementes erst dann ausgewertet wird, wenn zwischendurch das zweite Schaltelement vom Drehkörper erfaßt wurde und danach das erste Schaltelement erneut anspricht. Diese beiden Schaltelemente, bei welchen es sich in als solcher bekannter Weise um mechanische Schalter, um optische Abtastsysteme oder um induktive bzw. magneti­ sche Signalgeber handeln kann, werden folglich mit jeweils sogenanntem schleifenden Kontakt geschaltet.With the device according to the invention it is therefore advantageously possible to fill each full Rotation of the rotating body can also be detected precisely when it is with an extreme small speed moves. This is achieved by the fact that in itself ter two offset switching elements are provided, but now one Count information of the one switching element is only evaluated when in between the second switching element was gripped by the rotating body and then the first switching element responds again. These two switching elements, which are known as such in Way around mechanical switches, optical scanning systems or inductive or magneti cal signaling device can act, so with so-called sliding contact switched.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung bestehen im minimalen Kostenaufwand für die zur Anwendung gelangenden Komponenten und die Assemblierung derselben, in der geringen Stromaufnahme der Einrichtung, sowie besonders in der Langzeitstabilität, was bei­ spielsweise bei Heizkosten-Verteilereinrichtungen von hervorragender Wichtigkeit ist. Ein weiterer nicht zu vernachlässigender Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß sie auch bei wechselnder Drehrichtung des Drehkörpers fehlertolerant ist.Further advantages of the device according to the invention are the minimal cost for the components used and their assembly, in which low power consumption of the device, and especially in the long-term stability, which at for example, in the case of heat cost allocators is of outstanding importance. On Another not insignificant advantage of the solution according to the invention is that it is fault-tolerant even when the direction of rotation of the rotating body changes.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen bzw. der wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Erfassen der Drehung eines Drehkörpers. Es zeigen:Further details, features and advantages emerge from the following description of in the drawing schematically illustrated embodiments or the essential parts of the device according to the invention Detect the rotation of a rotating body. Show it:

Fig. 1 einen Drehkörper in Gestalt einer mit einem Schaltnocken ausgebildeten Kreisscheibe und mit zwei die Schalteinrichtung der erfindungsgemäßen Einrichtung bildenden Schaltelementen, Fig. 1 a rotating body in the form of a recess formed with a switch cam disc and with two switching means of the device forming the switching elements according to the invention,

Fig. 2 eine Blockdiagrammdarstellung zur Verdeutlichung der Verbindung der beiden voneinander getrennten Schaltelemente gemäß Fig. 1 mit einer zugehörigen Zähleinrichtung eines Mikrocontrollers, Fig. 2 is a block diagram representation illustrating the connection of the two switching elements separated from each other as shown in FIG. 1 with an associated counting means of a microcontroller,

Fig. 3 einen Drehkörper in Gestalt eines Drehscheibensegmentes in Kombination mit zwei voneinander getrennten Schaltelementen in einer Ansicht von oben, Fig. 3 is a rotating body in the form of a hub segment in combination with two separate switching elements in a view from above,

Fig. 4 eine Ansicht der Komponenten gemäß Fig. 3 in Blickrichtung des Pfeiles IV, Fig. 4 is a view of the components of FIG. 3 in the direction of the arrow IV

Fig. 5 eine Ausbildung des Drehkörpers mit einem zentralen Kreisscheibensegment und einem zu diesem koaxial vorgesehenen Kreisringsegment und mit zwei voneinander getrennten Schaltelementen in einer Ansicht von oben, Fig. 5 shows a configuration of the rotating body with a central circular disk segment and a separate to this coaxially provided annular segment and with two mutually switching elements in a view from above,

Fig. 6 eine Ansicht der Komponenten gemäß Fig. 5 in Blickrichtung des Pfeiles VI, Fig. 6 is a view of the components of FIG. 5 in the direction of arrow VI,

Fig. 7 eine Schaltungsdarstellung der beiden Schaltelemente gemäß den Fig. 3 bis 6 in Kombination mit zugehörigen elektronischen Bauteilen, Fig. 7 is a circuit diagram of the two switching elements according to FIGS. 3 to 6 in combination with associated electronic components,

Fig. 8 den zeitlichen Verlauf der Schaltimpulse der beiden Schaltelemente der Einrichtung gemäß den Fig. 1 und 2, und Fig. 8 shows the time course of the switching pulses of the two switching elements of the device according to FIGS. 1 and 2, and

Fig. 9 den Impulsverlauf der beiden Schaltelemente gemäß den Fig. 3 bis 6 gemeinsam mit einem möglichen Impulsverlauf an den Anschlüssen 1 bis 4 der Schaltung gemäß Fig. 7. Fig. 9 shows the pulse profile of the two switching elements according to FIGS. 3 to 6 together with a possible pulse waveform at the terminals 1 to 4 of the circuit of Fig. 7.

Fig. 1 zeigt eine Ausbildung der Einrichtung 10 zum Erfassen der Drehung eines Drehkörpers 12, der als Kreisscheibe 14 mit einer Schaltnocke 16 ausgebildet ist. Der Drehkörper 12 kann bspw. auch als Walze o. dgl. ausgebildet sein. Die Schaltnocke 16 ist am Umfangsrand 18 der Kreisscheibe 14 vorgesehen, sie schließt zwischen ihren Fußpunkten 20 mit der zentralen Drehachse 22 einen Winkel αmin ein. Fig. 1 shows an embodiment of the device 10 for detecting the rotation of a rotary body 12 which is formed as a circular disc 14 with a control cam sixteenth The rotating body 12 can also be designed, for example, as a roller or the like. The switching cam 16 is provided on the circumferential edge 18 of the circular disk 14 , it forms an angle α min between its base points 20 with the central axis of rotation 22 .

In der Kreisbewegungsbahn des Schaltnockens 16, d. h. in der Nachbarschaft des Umfangsrandes 18 der Kreisscheibe 14 sind zwei voneinander getrennte Schaltelemente 24 und 26 angeordnet, die miteinander in bezug auf die zentrale Drehachse 22 der Kreisscheibe 14 einen bestimmten Umfangswinkel α einschließen. Dieser Umfangswinkel α erfüllt die Forderung: αmin ≦ α ≠ 180°. In the circular movement path of the switching cam 16 , ie in the vicinity of the peripheral edge 18 of the circular disk 14 , two mutually separate switching elements 24 and 26 are arranged, which enclose a certain peripheral angle α with respect to the central axis of rotation 22 of the circular disk 14 . This circumferential angle α fulfills the requirement: α min ≦ α ≠ 180 °.

Die beiden eine Schalteinrichtung 28 der Einrichtung 10 bildenden Schaltelemente 24 und 26 können als mechanische Schalter oder als Magnetschalter z. B. in Gestalt von Reedschaltern ausgebildet sein.The two switching elements 24 and 26 forming a switching device 28 of the device 10 can be used as mechanical switches or as magnetic switches, for. B. in the form of reed switches.

Wie aus Fig. 2 schematisch ersichtlich ist, sind die beiden Schaltelemente 24 und 26 mit einer schematisch als Block angedeuteten Zähleinrichtung 30 eines an sich bekannten, zweckmäßigerweise maskenprogrammierbaren Standard- Mikrocontrollers 32 verbunden, welcher ebenfalls nur als Block schematisch angedeutet ist.As can be seen schematically from FIG. 2, the two switching elements 24 and 26 are connected to a counting device 30, indicated schematically as a block, of a standard microcontroller 32 known per se and expediently mask-programmable, which is likewise only indicated schematically as a block.

Die beiden voneinander beabstandeten, d. h. um den Umfangswinkel α gegeneinander versetzten Schaltelemente 24 und 26 werden ständig mit einer elektrischen Spannung versorgt. Durch den Umfangswinkel α, um welchen die beiden Schaltelemente 24 und 26 in bezug auf die zentrale Drehachse 22 der Kreisscheibe 14 gegeneinander versetzt sind, wird das Hystereseverhalten der erfindungsgemäßen Einrichtung 10 bestimmt. Bei einer Umdrehung des Drehkörpers 12 um seine zentrale Drehachse 22 werden die Schaltelemente 24 und 26 zeitlich nacheinander betätigt. Dabei wird bei einer Drehung des Drehkörpers 12 in Richtung des bogenförmigen Pfeiles 34 zuerst das Schaltelement 24 betätigt. Die erstmalige Betätigung des Schaltelementes 24 wird erfaßt. Alle weiteren möglichen, z. B. durch Prellen verursachten Schaltvorgänge des Schaltelementes 24 werden nicht mehr berücksichtigt bis zum erstmaligen Betätigen des gegen das Schaltelement 24 örtlich und zeitlich versetzten Schaltelementes 26. Diese erstmalige Betätigung des Schaltelementes 26 wird erkannt. Alle weiteren möglichen, z. B. durch Prellen bewirkten Schaltvorgänge des Schaltelementes 26 bleiben unberücksichtigt, bis zu einem nachfolgenden Zeitpunkt erneut das Schaltelement 24 betätigt wird. Diese erneute Betätigung des Schaltelementes 24 führt zur Erkennung, daß eine volle Umdrehung des Drehkörpers 12 stattgefunden hat. Die Auswertung der durch die Schaltelemente 24 und 26 bewirkten Schaltimpulse, die in ihrer zeitlichen Abfolge und in ihrer zeitlichen Versetzung in Fig. 8 verdeutlicht sind, erfolgt mittels der Zähleinrichtung 30 des Mikrocontrollers 32 (sh. Fig. 2).The two switching elements 24 and 26, which are spaced apart from one another, ie offset by the circumferential angle α, are constantly supplied with an electrical voltage. The hysteresis behavior of the device 10 according to the invention is determined by the circumferential angle α, by which the two switching elements 24 and 26 are mutually offset with respect to the central axis of rotation 22 of the circular disk 14 . When the rotating body 12 rotates about its central axis of rotation 22 , the switching elements 24 and 26 are actuated in succession. When the rotating body 12 rotates in the direction of the curved arrow 34 , the switching element 24 is actuated first. The first actuation of the switching element 24 is detected. All other possible, e.g. B. switching processes caused by bouncing of the switching element 24 are no longer taken into account until the first actuation of the switching element 26, which is displaced locally and temporally against the switching element 24 . This first actuation of the switching element 26 is recognized. All other possible, e.g. B. switching operations caused by bouncing of the switching element 26 are disregarded until the switching element 24 is actuated again at a subsequent point in time. This renewed actuation of the switching element 24 leads to the recognition that a full rotation of the rotating body 12 has taken place. The evaluation of the switching pulses caused by the switching elements 24 and 26 , which are illustrated in their chronological order and their temporal offset in FIG. 8, is carried out by means of the counter 30 of the microcontroller 32 (see FIG. 2).

In Fig. 8 verdeutlicht die obere Linie 36 den zeitlichen Impulsverlauf des Schaltelementes 24 gemäß den Fig. 1 und 2 und die untere Linie 38 den zeitlichen Impulsverlauf des Schaltelementes 26 gemäß den Fig. 1 und 2. Zum Zeitpunkt t1 wird hierbei die Impulsflanke 40 des ersten Schaltimpulses des Schaltelementes 24 erkannt. Dieser Zeitpunkt t1 mag dem Zählerstand "0" entsprechen. Zu einem späteren Zeitpunkt t2 wird die erste Impulsflanke 42 des Schaltelementes 26 erkannt. Zu einem auf den Zeitpunkt t2 folgenden Zeitpunkt t3 wird wiederum die erste Schaltflanke 40 des Schaltelementes 24 erkannt. Dieser Zeitpunkt t3 entspricht somit dem Zählerstand "1" des Drehkörpers 12, d. h. zu diesem Zeitpunkt t3 hat der Drehkörper 12 genau eine Umdrehung durchgeführt.In FIG. 8, the upper line 36 illustrates the temporal pulse profile of the switching element 24 according to FIGS. 1 and 2 and the lower line 38 the temporal pulse profile of the switching element 26 according to FIGS. 1 and 2. At the instant t1, the pulse edge 40 of the first switching pulse of the switching element 24 detected. This time t1 may correspond to the counter reading "0". At a later point in time t2, the first pulse edge 42 of the switching element 26 is recognized. At a point in time t3 following the point in time t2, the first switching edge 40 of the switching element 24 is again recognized. This time t3 thus corresponds to the counter reading "1" of the rotating body 12 , ie at this time t3 the rotating body 12 has performed exactly one revolution.

Die minimale sowie die maximale Drehzahl der Kreisscheibe 14 sind nur von den zur Anwendung gelangenden Schaltelementen 24 und 26 und der elektronischen Auswerteschaltung, d. h. der zur Anwendung gelangenden elektronischen Zähleinrichtung 30 bzw. dem Mikrocontroller 32 (sh. Fig. 2) abhängig. Durch die Anwendung der beiden Schaltelemente 24 und 26 wird - wie bereits erwähnt worden ist - eine künstliche Hysterese erzeugt, durch welche es in vorteilhafter Weise möglich ist, auch extrem langsame Drehungen des Drehkörpers 12 eindeutig zu registrieren und exakt auszuwerten. The minimum and the maximum rotational speed of the circular disk 14 are dependent only on the switching elements 24 and 26 and the electronic evaluation circuit, ie the electronic counting device 30 or the microcontroller 32 (see FIG. 2) that are used. As already mentioned, the use of the two switching elements 24 and 26 produces an artificial hysteresis, by means of which it is advantageously possible to clearly record and evaluate even extremely slow rotations of the rotating body 12 .

Die Fig. 3 und 4 zeigen in einer Prinzipdarstellung eine zweite Ausbildung der Einrichtung 10 zum Erfassen der Drehung eines Drehkörpers 12, dem eine Schalteinrichtung 28 zugeordnet ist. Bei dieser Ausbildung ist der Drehkörper 12 als Drehscheibensegment 42' ausgebildet, das einen Segmentöffnungswinkel von 180° aufweist. Die Schalteinrichtung 28 ist auch bei dieser Ausführungsform der Einrichtung 10 mit zwei Schaltelementen 24 und 26 versehen, die voneinander getrennt vorgesehen sind. Die beiden Schaltelemente 24 und 26 sind im Bereich der vom Drehscheibensegment 42' bei einer Drehung überstrichenen Fläche voneinander beabstandet angeordnet. Die Drehung des Drehscheibensegmentes 42' ist durch den bogenförmigen Pfeil 34 angedeutet. Die beiden Schaltelemente 24 und 26 sind von der Drehachse 22 des Drehscheibensegmentes 42' radial gleich weit beabstandet, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die beiden Schaltelemente 24 und 26 schließen mit der zentralen Drehachse 22 einen bestimmten Winkel α ein. Die beiden Schaltelemente 24 und 26 sind als berührungslose Sensoren ausgebildet, sie können als optische oder magnetische Sensoren realisiert sein. Desgleichen ist es möglich, die Schaltelemente 24 und 26 als kapazitive Sensoren zu realisieren. Die Fig. 7 verdeutlicht bspw. Schaltelemente 24 und 26, die als optische Sensoren realisiert sind, d. h. die jeweils ein lichtemittierendes Element 44 und ein lichtempfindliches Element 46 umfassen (sh. bspw. auch die Fig. 4). Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, ist jedes der beiden lichtemittierenden Elemente 44 über einen Ohmschen Widerstand 48 mit einem Anschluß 1 bzw. einem Anschluß 2 verbunden. Die beiden lichtempfindlichen Elemente 46 sind jeweils mit einem Ohmschen Widerstand 50 zusammengeschaltet. Zwischen dem jeweiligen Ohm'schen Widerstand 50 und dem zugehörigen lichtempfindlichen Element 46 befindet sich ein zugehöriger Anschluß 3 bzw. 4. FIGS. 3 and 4 show in a schematic representation of a second embodiment of the device 10 for detecting the rotation of a rotary body 12, the switching means 28 is associated. In this embodiment, the rotating body 12 is designed as a rotating disk segment 42 ′ which has a segment opening angle of 180 °. In this embodiment of the device 10, the switching device 28 is also provided with two switching elements 24 and 26 , which are provided separately from one another. The two switching elements 24 and 26 are arranged at a distance from one another in the area of the surface swept by the turntable segment 42 'during a rotation. The rotation of the turntable segment 42 'is indicated by the curved arrow 34 . The two switching elements 24 and 26 are radially equally spaced from the axis of rotation 22 of the turntable segment 42 ′, as can be seen from FIG. 3. The two switching elements 24 and 26 form a certain angle α with the central axis of rotation 22 . The two switching elements 24 and 26 are designed as non-contact sensors, they can be implemented as optical or magnetic sensors. Likewise, it is possible to implement the switching elements 24 and 26 as capacitive sensors. FIG. 7 illustrates, for example, switching elements 24 and 26 which are implemented as optical sensors, that is to say which each comprise a light-emitting element 44 and a light-sensitive element 46 (see, for example, also FIG. 4). As can be seen from FIG. 7, each of the two light-emitting elements 44 is connected to a connection 1 and a connection 2 via an ohmic resistor 48 . The two light-sensitive elements 46 are each connected together with an ohmic resistor 50 . An associated connection 3 or 4 is located between the respective ohmic resistor 50 and the associated photosensitive element 46 .

Mit Hilfe der Einrichtung 10 gemäß den Fig. 3 und 4 ist ein berührungsloses Erfassen der Drehung des Drehkörpers 12 in Gestalt eines Drehscheibensegmentes 42' mit einem Hystereseverhalten möglich, wobei durch die aktive aber berührungslose Tastung des Drehscheibensegmentes 42 ein minimaler Stromverbrauch, d. h. eine minimale Energieaufnahme gegeben ist. Die beiden Schaltelemente 24 und 26 schließen miteinander einen definierten Winkel α ein, der die Forderung erfüllt, 0 < α < 180°. Die beiden Schaltelemente 24 und 26 sensieren die jeweilige Drehwinkelstellung des Drehscheibensegmentes 42 durch zyklisches Abtasten, wobei das Drehscheibensegment Teil einer Lichtschranke oder bspw. eines Hallsensors bildet. Die minimale Abtastfrequenz und somit die minimale Drehzahl des Drehkörpers 12 wird unter Einhaltung des Abtasttheorems durch die Anwendung eines Drehscheibensegmentes in Gestalt einer Halbkreisscheibe ermöglicht. Dabei ergibt sich in vorteilhafter Weise ein optimal minimaler Stromverbrauch. Das Hystereseverhalten der Einrichtung 10 gemäß den Fig. 3 und 4 resultiert hierbei aus dem Winkel α zwischen den beiden Schaltelementen 24 und 26, wobei ein optimales Hystereseverhalten erzielbar ist, wenn bei einem Drehscheibensegment 42' in Gestalt einer Halbkreisscheibe der Winkel α, den die beiden Schaltelemente 24 und 26 mit der zentralen Drehachse 22 des Drehkörpers 12 einschließen, 90° beträgt.With the aid of the device 10 according to FIGS. 3 and 4, contactless detection of the rotation of the rotating body 12 in the form of a rotating disk segment 42 'with a hysteresis behavior is possible, with a minimal power consumption, ie a minimal energy consumption, due to the active but non-contact sensing of the rotating disk segment 42 given is. The two switching elements 24 and 26 together form a defined angle α that meets the requirement, 0 <α <180 °. The two switching elements 24 and 26 sense the respective angle of rotation position of the turntable segment 42 by cyclic scanning, the turntable segment forming part of a light barrier or, for example, a Hall sensor. The minimum scanning frequency and thus the minimum speed of rotation of the rotating body 12 is made possible in compliance with the scanning theorem by using a rotating disk segment in the form of a semicircular disk. This results in an optimally minimal power consumption in an advantageous manner. The hysteresis of the device 10 shown in FIGS. 3 and 4 results in this case from the angle α between the two switching elements 24 and 26, wherein the optimum hysteresis behavior can be achieved if 'α at a hub segment 42 in the form of a semicircular disk, the angle, both the Include switching elements 24 and 26 with the central axis of rotation 22 of the rotating body 12 , is 90 °.

Ein entsprechendes Meßverhalten ist auch dadurch erzielbar, daß der Drehkörper 12 - wie aus Fig. 5 und aus Fig. 6 ersichtlich ist - ein zentrales Kreisscheibensegment 52 und ein radial außerhalb des Kreisscheibensegmentes 52 und zu diesem koaxial vorgesehenes Kreisringsegment 54 aufweist, die um die gemeinsame zentrale Drehachse 22 herum drehbar sind, was in Fig. 5 durch den bogenförmigen Teil 34 angedeutet ist. Das zentrale Kreisscheibensegment 52 und das dazu koaxiale Kreisringsegment 54 sind in Umfangsrichtung des Drehkörpers 12 gegeneinander um einen bestimmten Winkel α versetzt. Dieser beträgt bspw. 90°. Bei der Ausbildung der Einrichtung 10 gemäß den Fig. 5 und 6 sind die beiden die Schalteinrichtung 28 bildenden Schaltelemente 24 und 26 gegeneinander radial versetzt, wobei das eine Schaltelement 24 im Bereich der vom zentralen Kreisscheibensegment 52 überstrichenen Fläche und das zweite Schaltelement 26 im Bereich der vom Kreisringsegment 54 überstrichenen Fläche angeordnet ist. Das zentrale Kreisscheibensegment 52 ist also nicht dazu in der Lage, das Schaltelement 26 abzudecken. Dazu ist nur das Kreisringsegment 54 in der Lage. Fig. 6 verdeutlicht ähnlich wie die Fig. 4 Schaltelemente 24 und 26, die bspw. jeweils ein lichtemittierendes Element 44 und jeweils ein zugehöriges lichtempfindliches Element 46 aufweisen.A corresponding measuring behavior can also be achieved in that the rotating body 12 - as can be seen from FIG. 5 and from FIG. 6 - has a central circular disk segment 52 and a circular ring segment 54 provided radially outside the circular disk segment 52 and coaxial therewith, which around the common central axis of rotation 22 are rotatable, which is indicated in FIG. 5 by the arcuate part 34 . The central circular disk segment 52 and the circular ring segment 54 coaxial therewith are offset from one another in the circumferential direction of the rotating body 12 by a certain angle α. This is, for example, 90 °. In forming the device 10 shown in FIGS. 5 and 6 are offset from one another radially, the two switching means 28 forming switching elements 24 and 26, wherein the one switching element 24 in the region of the central circular disk segment 52 swept area and the second switching element 26 in the region of the is arranged by the circular ring segment 54 swept surface. The central circular disk segment 52 is therefore not able to cover the switching element 26 . Only the circular ring segment 54 is able to do this. FIG. 6 illustrates, similarly to FIG. 4, switching elements 24 and 26 , which each have, for example, a light-emitting element 44 and an associated light-sensitive element 46 .

Bei einer vollen Umdrehung des Drehkörpers 12, d. h. des zentralen Kreisscheibensegmentes 52 und des dazu koaxialen Kreisringsegmentes 54 werden auch bei der Ausbildung gemäß den Fig. 5 und 6 der Einrichtung 10 die beiden Schaltelemente 24 und 26 zeitlich nacheinander betätigt, wobei die Funktionsweise der Schaltelemente 24 und 26 der Funktionsweise der Schaltelemente 24 und 26 entspricht, wie sie weiter oben in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 sowie in Verbindung mit Fig. 7 bereits erläutert worden ist.With a full rotation of the rotating body 12 , ie the central circular disk segment 52 and the circular ring segment 54 coaxial therewith, the two switching elements 24 and 26 are actuated in succession in the embodiment according to FIGS. 5 and 6 of the device 10 , the functioning of the switching elements 24 and 26 corresponds to the functioning of the switching elements 24 and 26 , as has already been explained above in connection with FIGS. 3 and 4 and in connection with FIG. 7.

Die Fig. 9 verdeutlicht neben den den Impulsverläufen 36 und 38 ähnlichen Impulsverläufen 56 und 58 der Schaltelemente 24 und 26 gemäß den Fig. 3 und 4 bzw. 5 und 6 auch mögliche Impulsverläufe der Anschlüsse 1, 2, 3 und 4 der Blockschaltung gemäß Fig. 7, wobei z. B. zum Zeitpunkt t1 wieder der Zählstand "0" zum Zeitpunkt t3 der Zählstand "1", zum Zeitpunkt t5 der Zählstand "2" usw. gegeben ist. Zum Zeitpunkt t2 wird - ähnlich wie in Fig. 8 angedeutet - die Flanke 42 des zeitlich redatierten Schaltelementes 26 erkannt. Eine Zählstand-Änderung erfolgt jedoch entsprechend Fig. 8 erst zum Zeitpunkt t3.The Fig. 9 illustrates in addition to the pulse waveforms 36 and 38, similar pulse waveforms 56 and 58 of the switching elements 24 and 26 shown in FIGS. 3 and 4 or 5 and 6 also possible pulse waveforms of the terminals 1, 2, 3 and 4 of the block circuit according to Figure . 7, where z. B. at time t1 again the count "0" at time t3 the count "1", at time t5 the count "2" etc. is given. At time t2 - similarly as indicated in FIG. 8 - the edge 42 of the switching element 26 which has been redacted in time is recognized. According to FIG. 8, however, the count is only changed at time t3.

Claims (10)

1. Einrichtung zum Erfassen der Drehbewegung eines Drehkörpers (12), dem eine Schalteinrichtung (28) zugeordnet ist, die zwei voneinander getrennte Schaltelemente (24, 26) aufweist, welche entsprechend der Drehung des Drehkörpers (12) zeitlich nacheinander betätigt werden und die mit einer elektronischen Zähleinrichtung (30) verbunden sind, wobei nur jeweils die erste Impulsflanke (40, 42) der Schaltimpulse (36, 38) des jeweiligen Schaltelementes (24, 26) aber nicht danach noch auftretende Prellerscheinungen erfaßt werden, und wobei zu den Erfassungszeitpunkten (t1, t3, t5) der ersten Impulsflanken (40) der Schaltimpulse (36) des ersten Schaltelementes (24) eine Zählstands-Änderung der Zähleinrichtung (30) erfolgt, wenn jeweils zwischen­ zeitlich (t2) das zweite Schaltelement (26) mittels des Drehkörpers (12) angesprochen hat. 1. Device for detecting the rotary movement of a rotating body ( 12 ), which is assigned a switching device ( 28 ) which has two separate switching elements ( 24 , 26 ) which are actuated in succession in accordance with the rotation of the rotating body ( 12 ) and which an electronic counter ( 30 ) are connected, whereby only the first pulse edge ( 40 , 42 ) of the switching pulses ( 36 , 38 ) of the respective switching element ( 24 , 26 ) but not afterwards any bouncing phenomena that occur are recorded, and and at the time of detection ( t1, t3, t5) of the first pulse edges ( 40 ) of the switching pulses ( 36 ) of the first switching element ( 24 ) the counting device ( 30 ) is changed when the second switching element ( 26 ) is rotated between the times (t2) ( 12 ) has addressed. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (12) als Kreisscheibe (14) mit einer Schaltnocke (16) ausgebildet ist, und daß die beiden Schaltelemente (24, 26) in der Kreisbewegungsbahn der Schaltnocke (16) angeordnet sind und in bezug auf die zentrale Drehachse (22) der Kreisscheibe (14) miteinander einen bestimmten Umfangswinkel (α) einschließen.2. Device according to claim 1, characterized in that the rotating body ( 12 ) is designed as a circular disc ( 14 ) with a switching cam ( 16 ), and that the two switching elements ( 24 , 26 ) are arranged in the circular path of the switching cam ( 16 ) and enclose a certain circumferential angle (α) with respect to the central axis of rotation ( 22 ) of the circular disc ( 14 ). 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaltelemente (24, 26) einen von 180° verschiedenen Umfangswinkel (α) einschließen.3. Device according to claim 2, characterized in that the two switching elements ( 24 , 26 ) include a circumferential angle (α) different from 180 °. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (24, 26) als mechanische Schalter ausgebildet sind.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the switching elements ( 24 , 26 ) are designed as mechanical switches. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (24, 26) als Magnetschalter ausgebildet sind.5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the switching elements ( 24 , 26 ) are designed as magnetic switches. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (12) als Drehscheibensegment (42') mit einem bestimmten Segmentöffnungswinkel ausgebildet ist, und daß die beiden Schaltelemente (24, 26) im Bereich der vom Drehscheibensegment (42') bei einer Drehung überstrichenen Fläche voneinander in Umfangsrichtung beabstandet angeordnet sind.6. Device according to claim 1, characterized in that the rotating body ( 12 ) is designed as a turntable segment ( 42 ') with a certain segment opening angle, and that the two switching elements ( 24 , 26 ) in the region of the turntable segment ( 42 ') at one Rotation swept surface are spaced from each other in the circumferential direction. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaltelemente (24, 26) von der Drehachse (22) des Drehscheibensegmentes (42') radial gleich weit beabstandet angeordnet sind. 7. Device according to claim 6, characterized in that the two switching elements ( 24 , 26 ) from the axis of rotation ( 22 ) of the turntable segment ( 42 ') are arranged radially equally spaced. 3. Einrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Segmentöffnungswinkel des Drehscheibensegmentes (42) 180° und daß der Winkel (α), den die beiden Schaltelemente (24, 26) mit der Drehachse (22) des Drehscheibensegmentes (42') einschließen, 90° beträgt.3. Device according to claim 6 and 7, characterized in that the segment opening angle of the turntable segment ( 42 ) 180 ° and that the angle (α) that the two switching elements ( 24 , 26 ) with the axis of rotation ( 22 ) of the turntable segment ( 42 ' ) include, is 90 °. 9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (12) ein zentrales Kreisscheibensegment (52) und ein radial außerhalb des Kreisscheibensegmentes (52) und zu diesem koaxial vorgesehenes Kreisringsegment (54) aufweist, wobei das Kreisscheibensegment (52) und das Kreisringsegment (54) in Umfangsrichtung des Drehkörpers (12) gegeneinander um einen bestimmten Winkel (α) versetzt sind, und daß das erste Schaltelement (24) im Bereich der vom Kreisscheibenelement (52) überstrichenen Fläche und das zweite Schaltelement (26) im Bereich der vom Kreisringsegment (54) überstrichenen Fläche angeordnet ist.9. Device according to claim 1, characterized in that the rotating body ( 12 ) has a central circular disk segment ( 52 ) and a radially outside of the circular disk segment ( 52 ) and to this coaxial provided circular ring segment ( 54 ), the circular disk segment ( 52 ) and that Circular ring segment ( 54 ) in the circumferential direction of the rotating body ( 12 ) are offset from one another by a certain angle (α), and that the first switching element ( 24 ) in the area of the surface covered by the circular disk element ( 52 ) and the second switching element ( 26 ) in the area of of the circular ring segment ( 54 ) is arranged. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaltelemente (24, 26) als berührungslose Sensoren (44, 46) ausgebildet sind.10. Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the two switching elements ( 24 , 26 ) are designed as contactless sensors ( 44 , 46 ).
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